CTCS-3級列控系統(tǒng)無線超時(shí)自動分析系統(tǒng)研究

沈洪波，陳 曦

(中國鐵路武漢局集團(tuán)有限公司電務(wù)部，武漢 430071)

CTCS-3 級列車運(yùn)行控制系統(tǒng)是中國高速鐵路的重要技術(shù)裝備，是中國鐵路技術(shù)體系和裝備現(xiàn)代化的重要組成部分。CTCS-3 列車運(yùn)行控制系統(tǒng)由列控車載設(shè)備（ATP）、地面無線閉塞中心（RBC）以及承載列控車地信息傳輸?shù)蔫F路專用移動通信系統(tǒng)（GSM-R）組成，系統(tǒng)任何一個(gè)環(huán)節(jié)存在異常都會表現(xiàn)為無線連接超時(shí)，簡稱為無線超時(shí)。

1 概述

隨著國內(nèi)高速鐵路快速發(fā)展，越來越多的高速鐵路基于CTCS-3 系統(tǒng)進(jìn)行建設(shè)，但不論是在線路開通前的聯(lián)調(diào)聯(lián)試階段還是線路開通后的正常運(yùn)營階段，經(jīng)常出現(xiàn)CTCS-3 無線超時(shí)事件，在一定程度上影響了鐵路運(yùn)輸效率。

針對CTCS-3 無線超時(shí)事件，當(dāng)前主要依據(jù)CTCS-3 通信監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以監(jiān)測基站(BTS)至RBC 之間的網(wǎng)絡(luò)信令和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，為CTCS-3 線路的聯(lián)調(diào)聯(lián)試、運(yùn)營維護(hù)、故障分析、GSM-R 無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等工作提供詳細(xì)數(shù)據(jù)支撐。近年來，隨著通信超時(shí)事件的分析越來越深化和準(zhǔn)確，但是涉及到GSM-R 模塊與基站之間的環(huán)節(jié)時(shí)，現(xiàn)有的手段會體現(xiàn)出不足，如路測、網(wǎng)管數(shù)據(jù)等，均是間接地反映空口特性，缺少最直接的數(shù)據(jù)，無法準(zhǔn)確定位問題原因。因此，在CTCS-3 通信監(jiān)測系統(tǒng)之外，還需要對列控車載側(cè)進(jìn)行監(jiān)測，以形成對CTCS-3安全數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈]環(huán)監(jiān)測。

在發(fā)現(xiàn)CTCS-3 無線超時(shí)事件方面，主要依賴于列車司機(jī)上報(bào)以及列控設(shè)備動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)（DMS）設(shè)備值班人員上報(bào)，會影響發(fā)現(xiàn)CTCS-3 無線連接超時(shí)事件的時(shí)效性。在分析超時(shí)事件原因時(shí)，由于各接口數(shù)據(jù)量非常大，在超時(shí)相關(guān)數(shù)據(jù)的收集、分析方面均存在不便，影響處理故障工作的效率。

從平時(shí)關(guān)注和從事的相關(guān)接口類監(jiān)測的研究內(nèi)容看，針對面向高速移動、CTCS-3 級消息進(jìn)行監(jiān)測、C2/C3 等級轉(zhuǎn)換、雙模塊/單模塊RBC 移交、單網(wǎng)交織覆蓋、20 s/10 s 無線超時(shí)、CTCS-3 級消息組包/拆包機(jī)制、安全層認(rèn)證機(jī)制等業(yè)務(wù)特點(diǎn)，既有監(jiān)測系統(tǒng)存在監(jiān)測接口不夠全面，告警類型相對單一等問題，告警機(jī)制有待進(jìn)一步完善。此外，各設(shè)備原始數(shù)據(jù)海量，不同設(shè)備的數(shù)據(jù)專業(yè)性較強(qiáng)，對故障分析人員的綜合能力要求較高，而且通信、信號聯(lián)合分析的思路還未完全建立起來，一旦出現(xiàn)故障很難跨專業(yè)聯(lián)合分析。

近年來，現(xiàn)場維護(hù)和數(shù)據(jù)分析人員水平有了很大提高，也積累了相當(dāng)多的寶貴經(jīng)驗(yàn)，但由于缺乏對整個(gè)CTCS-3 系統(tǒng)的深刻認(rèn)知和相應(yīng)的綜合分析監(jiān)測手段，在應(yīng)用中發(fā)生的很多CTCS-3 無線連接超時(shí)故障，沒有得到徹底的分析和解決，具體表現(xiàn)為：由于CTCS-3 列控系統(tǒng)涉及多個(gè)環(huán)節(jié)，橫跨通信、信號兩個(gè)專業(yè)，缺失相應(yīng)的復(fù)合型人才，且通信、信號聯(lián)合分析的思路還未完全建立起來；CTCS-3 無線超時(shí)的原因更加繁多，既有監(jiān)測手段不夠完善，缺少Um 和I 接口監(jiān)測設(shè)備，導(dǎo)致很多故障點(diǎn)無法準(zhǔn)確定位；各監(jiān)測系統(tǒng)和監(jiān)測數(shù)據(jù)目前孤立存在，并未實(shí)現(xiàn)各監(jiān)測端口的CTCS-3 超時(shí)綜合分析和智能分析。

綜上所述，為了更好的保障CTCS-3 級列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行，對CTCS-3 安全數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈]環(huán)監(jiān)測以及CTCS-3 級列控系統(tǒng)無線超時(shí)研究的需求越發(fā)迫切。2015 年6 月中國鐵路武漢局集團(tuán)有限公司電務(wù)部、北京交通大學(xué)、北京六捷科技有限公司組成課題組合作啟動了CTCS-3 無線超時(shí)自動分析系統(tǒng)研究。

2 系統(tǒng)功能

開展CTCS-3 無線超時(shí)自動分析系統(tǒng)研究，主要是完成以下目標(biāo)。

2.1 對車地?cái)?shù)據(jù)傳輸形成閉環(huán)監(jiān)測

CTCS-3 級列控系統(tǒng)車地?cái)?shù)據(jù)傳輸?shù)募扔斜O(jiān)測系統(tǒng)包含Abis、A、PRI 接口的監(jiān)測系統(tǒng)。其中，Abis 接口監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對基站收發(fā)信機(jī)（BTS）與基站控制器（BSC）之間的信令監(jiān)測，A 接口監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對BSC 與MSC 之間的信令監(jiān)測，基群速率接口（PRI）接口監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對移動交換中心（MSC）與PRI 之間的信令和CTCS-3 列控信息的監(jiān)測。既有監(jiān)測手段對維護(hù)GSM-R 網(wǎng)絡(luò)、分析CTCS-3 無線超時(shí)故障發(fā)揮了重要作用，但是由于缺少對車載側(cè)數(shù)據(jù)交互情況的監(jiān)測手段，導(dǎo)致很多故障點(diǎn)無法準(zhǔn)確定位。

通過對Um 和Igsm-r 接口進(jìn)行監(jiān)測，可以獲取到ATP 與電臺（MT）接收與發(fā)送的數(shù)據(jù)，從而與既有的Abis、A、PRI 接口監(jiān)測系統(tǒng)形成對CTCS-3 列控系統(tǒng)車地?cái)?shù)據(jù)傳輸?shù)拈]環(huán)監(jiān)測，并對CTCS-3 無線超時(shí)故障提供數(shù)據(jù)支撐。

2.2 形成通信、信號聯(lián)合分析的技術(shù)思路

在分析無線超時(shí)事件的原因時(shí)，需經(jīng)歷如下3個(gè)步驟：發(fā)現(xiàn)無線超時(shí)事件、收集無線超時(shí)事件的相關(guān)數(shù)據(jù)、分析無線超時(shí)事件的原因。

目前，維護(hù)單位發(fā)現(xiàn)無線超時(shí)事件的主要手段為維護(hù)人員觀察DMS，當(dāng)有無線超時(shí)事件的告警時(shí)，通知無線超時(shí)分析人員進(jìn)行分析。

這種方式固然可以實(shí)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)及分析無線超時(shí)的目標(biāo)，但是不可避免的會影響分析無線超時(shí)的時(shí)效性。因此，需要對CTCS-3 無線超時(shí)故障的特征進(jìn)行總結(jié)、歸納，得出基于接口監(jiān)測系統(tǒng)的可以自動發(fā)現(xiàn)無線超時(shí)事件的方法。

在收集無線超時(shí)事件的相關(guān)數(shù)據(jù)時(shí)，當(dāng)前也是分析人員通過查詢接口監(jiān)測系統(tǒng)的客戶端軟件來收集數(shù)據(jù)。

收集到無線超時(shí)事件的相關(guān)數(shù)據(jù)后，不同的分析人員在分析原因時(shí)，由于個(gè)人經(jīng)驗(yàn)不同，每個(gè)分析人員分析原因所需的時(shí)間差異較大，得出的結(jié)論也不盡相同。因此，需要一種可以基于車、地兩側(cè)的監(jiān)測數(shù)據(jù)自動分析車地交互異常原因的系統(tǒng)。

綜上，通信、信號聯(lián)合分析的技術(shù)思路如圖1所示，系統(tǒng)自動發(fā)現(xiàn)無線超時(shí)，自動收集無線超時(shí)相關(guān)數(shù)據(jù)，自動分析無線超時(shí)原因，并生成分析報(bào)告。

圖1 通信信號聯(lián)合分析流程Fig.1 Joint analysis process of signal and communication

2.3 自動發(fā)現(xiàn)無線超時(shí)

根據(jù)GSM-R 接口監(jiān)測數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)無線超時(shí)，并向前端提供無線超時(shí)信息：車次號、機(jī)車號、機(jī)車所屬路局、MT MSISDN 號、發(fā)生無線超時(shí)所在基站及線路信息。前端收到無線超時(shí)信息后，向維護(hù)人員提供告警信息。

通過對PRI 接口呼叫記錄信息進(jìn)行大量研究，總結(jié)無線超時(shí)事件的特征，并在此基礎(chǔ)上剔除動車組未在CTCS-3 線路運(yùn)行時(shí)發(fā)生的無線超時(shí)事件，一是剔除在動車所或動車段等檢測工區(qū)內(nèi)的異常拆鏈?zhǔn)录?、二是剔除速度? 的拆鏈區(qū)間為站內(nèi)的異常拆鏈?zhǔn)录瑥亩苊鉄o效的無線超時(shí)事件對系統(tǒng)自動分析處理的干擾，以及對分析人員的干擾。

2.4 自動收集無線超時(shí)相關(guān)數(shù)據(jù)

通過總結(jié)在分析無線超時(shí)事件時(shí)需要用到的接口數(shù)據(jù)，積累異常拆鏈類型與所需接口數(shù)據(jù)類型的對應(yīng)關(guān)系，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)自動發(fā)現(xiàn)無線超時(shí)模塊上報(bào)的異常拆鏈類型，自動從相關(guān)接口數(shù)據(jù)庫中檢索、收集相關(guān)數(shù)據(jù)。當(dāng)后續(xù)分析過程中發(fā)現(xiàn)需要空口監(jiān)測數(shù)據(jù)時(shí)，亦建立相應(yīng)機(jī)制從六捷空口監(jiān)測系統(tǒng)（AMS）地面數(shù)據(jù)中心獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，包括Igsm-r 接口的AT 指令、CTCS-3 呼叫通信數(shù)據(jù)，以及Um 接口的監(jiān)測數(shù)據(jù)。

1）收集地面接口監(jiān)測數(shù)據(jù)。系統(tǒng)根據(jù)無線超時(shí)信息，自動從GSM-R 接口監(jiān)測系統(tǒng)中提取無線超時(shí)相關(guān)數(shù)據(jù)：PRI 接口監(jiān)測數(shù)據(jù)、A 接口信令、Abis 接口信令、測量報(bào)告及切換記錄，系統(tǒng)在收集完畢無線超時(shí)相關(guān)數(shù)據(jù)后，向前端發(fā)送指令，在前端顯示無線超時(shí)相關(guān)數(shù)據(jù)，以便進(jìn)行無線超時(shí)原因分析。

2）收集車載側(cè)接口監(jiān)測數(shù)據(jù)。系統(tǒng)根據(jù)無線超時(shí)信息，向六捷AMS 地面數(shù)據(jù)中心發(fā)送獲取所需數(shù)據(jù)的指令，AMS 地面數(shù)據(jù)中心收到獲取數(shù)據(jù)的指令后，將相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送到本系統(tǒng)的服務(wù)器中，并進(jìn)行校驗(yàn)。通過校驗(yàn)后，后端向前端發(fā)送指令，在前端顯示Igsm-r 接口、Um 接口監(jiān)測數(shù)據(jù)，以便進(jìn)行無線超時(shí)原因分析。

2.5 手動導(dǎo)入無線超時(shí)相關(guān)數(shù)據(jù)

GSM-R 接口監(jiān)測系統(tǒng)存儲監(jiān)測數(shù)據(jù)的期限目前基本為3 個(gè)月或100 天。隨著分析的不斷進(jìn)行，分析人員的水平會不斷提高。若意識到3 個(gè)月或100天之前的某個(gè)無線超時(shí)事件分析的不對，此時(shí)已無法通過系統(tǒng)由GSM-R 接口監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，再次自動分析超時(shí)原因。若超時(shí)相關(guān)數(shù)據(jù)已存檔，則可將超時(shí)相關(guān)數(shù)據(jù)通過系統(tǒng)的前端進(jìn)行手動導(dǎo)入，之后，系統(tǒng)可以自動進(jìn)行分析，并得出分析結(jié)果及分析依據(jù)，并生成分析報(bào)告。

若某些無線超時(shí)事件發(fā)生在外局，獲取到超時(shí)相關(guān)數(shù)據(jù)后，亦可將超時(shí)相關(guān)數(shù)據(jù)通過系統(tǒng)的前端進(jìn)行手動導(dǎo)入，之后，系統(tǒng)可以自動進(jìn)行分析并得出分析結(jié)果及分析依據(jù)，并生成分析報(bào)告。

2.6 自動分析無線超時(shí)原因

通過對CTCS-3 數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制的深入研究，總結(jié)各種異常拆鏈類型的分析過程，并結(jié)合故障樹分析方法，對CTCS-3 無線超時(shí)事件的原因進(jìn)行全面診斷分析，最終經(jīng)過大量案例的訓(xùn)練，使系統(tǒng)可以自動分析無線超時(shí)原因。

分析無線超時(shí)的原因時(shí)，一個(gè)重要的目標(biāo)便是得出無線超時(shí)是車地通信節(jié)點(diǎn)(車載側(cè)、GSM-R網(wǎng)絡(luò)側(cè)、RBC 側(cè))中的哪個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)的問題，以便對問題進(jìn)行整治，預(yù)防同樣的問題再次導(dǎo)致無線超時(shí)。此外，也需確定無線超時(shí)是否是CRC（循環(huán)冗余校驗(yàn)）漏檢所致。

系統(tǒng)根據(jù)提取到的無線超時(shí)相關(guān)數(shù)據(jù)，自動分析該次無線超時(shí)的原因，并進(jìn)而得知該次無線超時(shí)是由車載側(cè)、GSM-R 網(wǎng)絡(luò)側(cè)、RBC 側(cè)或CRC 漏檢所致，同時(shí)，系統(tǒng)記錄無線超時(shí)的分析依據(jù)。

2.7 自動生成無線超時(shí)分析報(bào)告

為此，課題組實(shí)現(xiàn)了自動生成分析報(bào)告的機(jī)制。系統(tǒng)在自動分析出無線超時(shí)原因后，考慮到需對超時(shí)事件相關(guān)方進(jìn)行說明，以使超時(shí)事件相關(guān)方充分認(rèn)識到超時(shí)事件原因，也是為后續(xù)解決問題提供依據(jù)，可以根據(jù)分析結(jié)果及分析依據(jù)，生成無線超時(shí)分析報(bào)告，報(bào)告中包含無線超時(shí)信息、分析依據(jù)、分析結(jié)果。分析報(bào)告在展示分析依據(jù)時(shí)，以數(shù)據(jù)圖形化的方式展示導(dǎo)致發(fā)生無線超時(shí)的信息，并對圖中包含的信息做出說明。分析報(bào)告可以導(dǎo)出成word 格式，以便保存和交流。

2.8 數(shù)據(jù)圖形化展示

系統(tǒng)前端在展示超時(shí)分析依據(jù)時(shí)，以圖形化的方式展示相關(guān)信息。

1）圖形化展示GSM-R 網(wǎng)絡(luò)情況。展示無線超時(shí)事件發(fā)生前的GSM-R 網(wǎng)絡(luò)情況時(shí)，圖形化展示電平值、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的情況。觀察圖形即可一目了然的掌握無線超時(shí)事件發(fā)生前的網(wǎng)絡(luò)情況，包括電平值、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的變化情況，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量有無突降等信息，據(jù)此可以判斷網(wǎng)絡(luò)的好壞。

電平值取值范圍為-110 ～-47 dBm，-110 為最差值，-47 為最優(yōu)值。以圖2、3 為例，展示了拆鏈前20 s 內(nèi)電平值的測量情況，由圖2 可知，電平值取值范圍在-60 ～-47 dBm 之間，電平值取值較好。由圖3 可知，越區(qū)切換16:47:23 s 后電平值突降為-110，電平值情況極差，表明此時(shí)基站已無法接收到機(jī)車電臺上報(bào)的測量報(bào)告，或此時(shí)的G 網(wǎng)被干擾。

圖2 明港東-信陽東拆鏈前20 s電臺上下行電平值Fig.2 Upstream and downstream level of station at 20 s before chain removal for Minggang east-Xinyang east section

2）圖形化展示車地信息序列圖。展示無線超時(shí)事件發(fā)生前列控信息的交互情況時(shí)，以車地信息序列圖的方式進(jìn)行展示。

圖3 信陽東-孝感北拆鏈前20s電臺上下行電平值Fig.3 Upstream and downstream level of station at 20 s before chain removal for Xinyang east-Xiaogan north section

無線超時(shí)事件發(fā)生前，車地列控信息數(shù)量繁多，分析人員在尋找故障原因時(shí)，有時(shí)很難從大量數(shù)據(jù)中找到準(zhǔn)確原因。系統(tǒng)通過自動挖掘超時(shí)前的數(shù)據(jù)，檢索導(dǎo)致無線超時(shí)發(fā)生的原因，并在車地信息序列圖中展示系統(tǒng)判斷出來的導(dǎo)致無線超時(shí)事件的信息。

以圖4 為例，由圖4中所含信息可知，在2017-10-22 07:53:45.266 時(shí)，RBC 最后一次下發(fā)應(yīng)用層消息，此后，ATP 上傳了5 條應(yīng)用層消息，RBC 未再下發(fā)新的應(yīng)用層消息。在2017-10-22， 07:54:04.566時(shí)，車載端判斷無線超時(shí)，發(fā)送DR 發(fā)起拆鏈，隨后呼叫結(jié)束。由此可知本次無線超時(shí)是由于RBC 未下發(fā)應(yīng)用層消息導(dǎo)致的，其中，OBC 代表車載設(shè)備。

2.9 對無線超時(shí)事件統(tǒng)計(jì)分析

通過各種組合查詢統(tǒng)計(jì)功能，確定關(guān)注的熱點(diǎn)問題，例如某種超時(shí)類型發(fā)生的次數(shù)、發(fā)生的地點(diǎn)、所屬動車組車號和所屬路局等信息，通過這些信息分析潛在的問題原因，由此，幫助維護(hù)和解決無線超時(shí)問題。

基于ATP 所屬局進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。通過對ATP 所屬局的統(tǒng)計(jì)，可以知道本局、外局的ATP 發(fā)生無線超時(shí)的次數(shù)，據(jù)此可以了解路局管內(nèi)無線超時(shí)事件的大概情形。

基于超時(shí)所在線路進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。通過對超時(shí)所在線路的統(tǒng)計(jì)，可以知道路局管內(nèi)各線路發(fā)生無線超時(shí)的次數(shù)，據(jù)此可以了解路局管內(nèi)各線路發(fā)生無線超時(shí)事件的大概情形。若某條線路上發(fā)生次數(shù)較上一統(tǒng)計(jì)周期增長較多，應(yīng)重點(diǎn)處理。

基于超時(shí)所在小區(qū)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。通過對超時(shí)所在小區(qū)的統(tǒng)計(jì)，可以知道路局管內(nèi)各基站發(fā)生無線超時(shí)的次數(shù)，據(jù)此可以了解路局管內(nèi)各基站發(fā)生無線超時(shí)事件的大概情形。若某基站發(fā)生次數(shù)較多，應(yīng)重點(diǎn)處理。

圖4 PRI接口數(shù)據(jù)序列簡圖Fig.4 PRI interface data sequence diagram

基于ATP 超時(shí)次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。通過對ATP 超時(shí)次數(shù)的統(tǒng)計(jì)，可以知道路局管內(nèi)各ATP 發(fā)生無線超時(shí)的次數(shù)，據(jù)此可以了解路局管內(nèi)各ATP 發(fā)生無線超時(shí)事件的大概情形。若路局所屬ATP 發(fā)生次數(shù)較多，應(yīng)重點(diǎn)處理。若是外局ATP發(fā)生次數(shù)較多，應(yīng)通報(bào)給外局，以便可以盡快處理問題。

基于電臺MSISDN 號進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。可以通過電臺MSISDN 號進(jìn)行超時(shí)次數(shù)統(tǒng)計(jì)，通過該統(tǒng)計(jì)功能了解具體某個(gè)電臺是否經(jīng)常發(fā)生超時(shí)，了解具體的超時(shí)的原因，確認(rèn)電臺是否需要維護(hù)。

基于時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。對ATP 超時(shí)發(fā)生時(shí)間的統(tǒng)計(jì)，可以以月、季度、年份或其他指定的時(shí)間區(qū)段進(jìn)行，通過統(tǒng)計(jì)可以知道路局管內(nèi)所統(tǒng)計(jì)時(shí)間區(qū)段內(nèi)發(fā)生無線超時(shí)的次數(shù)，從而可以了解路局管內(nèi)發(fā)生無線超時(shí)事件的趨勢。統(tǒng)計(jì)后，可與上個(gè)月或上個(gè)季度做環(huán)比比較，亦可在年底與去年的無線超時(shí)情況作同比比較，查看無線超時(shí)事件經(jīng)過整治后的情形。

3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.1 硬件組成

CTCS-3 列控?cái)?shù)據(jù)傳輸?shù)拈]環(huán)監(jiān)測系統(tǒng)由采集子系統(tǒng)、存儲子系統(tǒng)和通信傳輸網(wǎng)絡(luò)組成，如圖5所示。其中，采集子系統(tǒng)包含車載側(cè)Igsm-r 接口監(jiān)測設(shè)備和Um 接口監(jiān)測設(shè)備，以及地面?zhèn)華bis接口、A 接口、PRI 接口監(jiān)測設(shè)備。車載側(cè)的監(jiān)測數(shù)據(jù)通過公網(wǎng)傳輸?shù)搅莨镜腁MS 地面數(shù)據(jù)中心，經(jīng)過數(shù)據(jù)中心處理單元解析后分發(fā)到各路局的AMS 數(shù)據(jù)庫。地面?zhèn)華bis 接口、A 接口、PRI 接口的監(jiān)測數(shù)據(jù)通過通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)较鄳?yīng)接口的處理單元解析后存儲到對應(yīng)接口的數(shù)據(jù)庫中。

圖5 CTCS-3超時(shí)智能分析系統(tǒng)組成Fig.5 CTCS-3 timeout intelligent analysis system composition

CTCS-3 智能分析子系統(tǒng)由服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫和客戶端組成。服務(wù)器和Abis 接口、A 接口、PRI接口以及AMS 數(shù)據(jù)庫通過鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)相連，直接從這些數(shù)據(jù)庫中獲取對應(yīng)的數(shù)據(jù)。

3.2 軟件設(shè)計(jì)

CTCS-3 智能分析子系統(tǒng)軟件包括發(fā)現(xiàn)超時(shí)模塊、主控模塊、數(shù)據(jù)獲取模塊、超時(shí)原因分析模塊、分析報(bào)告生成模塊、導(dǎo)入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊、統(tǒng)計(jì)分析模塊、前端，各模塊功能如下：發(fā)現(xiàn)超時(shí)模塊用于根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)自動發(fā)現(xiàn)無線超時(shí)事件；主控模塊用于居中協(xié)調(diào)，轉(zhuǎn)發(fā)各模塊的消息流，控制處理流程；數(shù)據(jù)獲取模塊用于從Abis 接口、A 接口、PRI 接口、AMS 地面數(shù)據(jù)中心處獲取超時(shí)相關(guān)數(shù)據(jù)；超時(shí)原因分析模塊用于根據(jù)獲取的超時(shí)相關(guān)數(shù)據(jù)，自動判斷出超時(shí)原因；分析報(bào)告生成模塊用于根據(jù)超時(shí)原因分析模塊判斷的結(jié)果，自動生成分析報(bào)告；導(dǎo)入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊用于將存檔數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)識別的數(shù)據(jù)格式，以便系統(tǒng)做進(jìn)一步的原因分析工作；統(tǒng)計(jì)分析模塊用于對系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的無線超時(shí)事件的特征、系統(tǒng)分析的故障原因進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；前端用于實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)對無線超時(shí)事件的實(shí)時(shí)處理狀態(tài)、查詢無線超時(shí)事件的處理情況、導(dǎo)出分析報(bào)告、導(dǎo)出統(tǒng)計(jì)分析報(bào)告、導(dǎo)入存檔超時(shí)事件的相關(guān)數(shù)據(jù)。

3.3 組網(wǎng)說明

路局AMS 地面數(shù)據(jù)中心、CTCS-3 超時(shí)智能分析服務(wù)器部署在動車段（也可部署在電務(wù)段信息機(jī)房），CTCS-3 超時(shí)智能分析客戶端可部署于動車段、核心網(wǎng)、電務(wù)處、電務(wù)段等處，如圖6 所示。其中，CTCS-3 超時(shí)智能分析服務(wù)器通過專網(wǎng)與核心網(wǎng)機(jī)房接口監(jiān)測系統(tǒng)連接并獲取接口監(jiān)測數(shù)據(jù)，CTCS-3 超時(shí)智能分析服務(wù)器通過辦公網(wǎng)與電務(wù)段、電務(wù)處連接并交換智能分析結(jié)果。由于動車段既部署了辦公網(wǎng)，又部署了專網(wǎng)，故在動車段可通過專網(wǎng)或辦公網(wǎng)與CTCS-3超時(shí)智能分析服務(wù)器連接。

圖6 CTCS-3超時(shí)智能分析組網(wǎng)Fig.6 CTCS-3 timeout intelligent analysis networking

4 使用效果

CTCS-3 無線超時(shí)自動分析系統(tǒng)2018 年1 月投入使用，實(shí)現(xiàn)自動發(fā)現(xiàn)CTCS-3 無線超時(shí)事件、自動收集超時(shí)事件相關(guān)數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了無線超時(shí)事件的自動診斷分析，將維護(hù)人員從傳統(tǒng)的以人工為主的繁瑣工作中解脫出來，極大地提升了CTCS-3 超時(shí)原因分析的準(zhǔn)確性，對管理部門進(jìn)行CTCS-3 無線超時(shí)管理提供了更大的支撐。該系統(tǒng)于2018 年8 月通過中國鐵路武漢局集團(tuán)有限公司科學(xué)技術(shù)委員會技術(shù)審查。